第三章 第3节　第2课时 实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（课件 学案）高中物理人教版（2019）选择性必修 第二册

第2课时实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 (实验课—基于经典科学探究) 一、实验装置 二、实验原理 交变电流通过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压。线圈匝数不同时，输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。 一、实验步骤　 1．如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。 2．保持原线圈输入的电压和原线圈匝数不变，用多用电表交流电压挡测量原线圈电压，并记录在表格中。 3．改变副线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈上的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。 4．保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈上的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。 二、实验结论　 实验分析表明，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数比，即＝。 三、误差分析　 由于存在能量损耗，所以副线圈测量电压值应小于理论电压值。 四、注意事项　 1．在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。 2．为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。 3．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 [关键点反思] 1．进行数据分析时一般会发现副线圈输出电压都偏小，产生这一误差的原因可能是什么？ 2.用多用电表交流电压挡测电压时应注意什么问题？ 考法(一)　实验基本操作 [例1]　在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中。 (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是_____。 A．为了保证人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线和接线柱 D．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)某实验小组通过实验，记录的数据如下表： 原线圈匝数n1(匝) 100 200 400 400 副线圈匝数n2(匝) 400 400 200 800 原线圈两端的电压U1(V) 1.96 4.90 8.00 4.86 副线圈两端的电压U2(V) 7.80 9.76 3.90 9.64 通过分析实验数据可得出的实验结论是_____ _____。 [微点拨] 本题考查了“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中操作的注意事项，检查电路连接正确后再接通电路，且只能使用低压交流电源。 考法(二)　数据处理和误差分析 [例2]　在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是_____。 A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．由绝缘的铜片叠成的 D．由绝缘的硅钢片叠成的 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数_____(填“多”或“少”)。 (3)以下给出的器材中，本实验需要用到的是_____。 (4)在实际实验中将电源接在原线圈“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则原线圈的输入电压可能为_____。 A．1.5 V　　　B．6.0 V　　　C．7.0 V (5)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图乙所示，心电图仪(将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联)与一理想变压器的原线圈连接，一电阻箱R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2(右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻)。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调 ... ...